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力，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。
利用PLC作为控制器的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是控制输出信号。
2.5.1信号输入
工业污水处理系统信号输入检测方面主要涉及四类信号的监测，主要包括：按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位高低的输入检测，二沉池中酸碱度的检测
（1）按钮输入检测。大多数为人工方式控制的输入检测，主要有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮，以及变频加速减速按钮等。
（2）液位差输入检测。检测格栅两侧液位差，用来控制清污机的启动与停止。
（3）液位高低输入检测。检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用来控制潜水泵或污泥回流泵的启动和停止，以及投入运行的潜水泵的数量。
（4）酸碱度的检测。当污水中含有酸性或碱性物质时，就会使水中的酸碱性不平衡，从而改变水中生物的生活环境，导致水中生物大量灭绝。若用这种水进行灌溉，就会使作物枯萎、死亡。所以必须调整去PH值，由PH值量计测量污水的酸碱值，控制加酸阀、加碱阀进行中和作业。
(1)若为酸性时，PH值量计酸性触点接通，加碱阀门打开。 (2)若为碱性时，PH值量计碱性触点接通，加酸阀门打开。
(3)若酸碱适中时，PH值量计中性触点接通，加碱阀和加酸阀门关闭，安全灯打开。
2.5.2控制输出信号
信号输出部分主要是数字量输出。控制各类设备的启动和停止，包括：格栅机启停、清污机启停、潜水搅拌器启停、排污泵的启停，阀门等设备。
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第三章 硬件设备配置
随着我国的污水处理工艺的超常规建设速度发展，污水处理厂的机械设备也在不断地发展和提高，污水处理厂的设备分为两种即通用机械设备和专用机械设备，通用机械设备指的是水泵类，阀门类，风机类等，专用机械设备是水工业设备自身研制的重点，主要有：拦污机械设备，除砂和沉淀池刮吸泥机械设备，曝气和搅拌设备，投药和消毒设备，污泥浓缩和脱水设备，污泥消化和沼气利用设备。对于不同的结构，其配套的设备也有较大的不同，所以其结构比较复杂，不同的结构对应不同的控制系统，因此需要根据不同的结构特点设计相应的控制系统。
3.1主要组成部分
工业污水处理系统的结构比较复杂，设备较多，在氧化沟中其控制过程及原理大致相同，都是通过控制曝气机的转速来调节污水中的含氧量，其基本组成如图3-1所示。
图3.1 工业污水处理系统基本组成示意图
(1）进水系统。进水系统主要有进水管道和进水泵房组成，进水管道主要由粗格栅机和清污机组成，进水泵房主要有五台潜水泵组成。进水管道的主要功能是将污水中的粗大物体排除，其中的粗格栅是根据程序设定的时间进行间歇工作，而清污机的运行和停止是根据粗格栅两侧的液位差来决定的，当液位差超过某个值时，启动清污机；当液位差小于某个值时停止清污机的运行。进水泵房中的潜水泵运行及停止是通过安装在泵房内的液位传感器和其几台泵的运行时间决定的，当液位到达一定高度的时候先启动运行时间最短的一台泵，经过一定的
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延时再启动在剩下的四台里面运行时间最短的一台泵，在经过一点时间启动第三台泵。水为到达指定的最小液位时，运行时间最长的一台泵先停机，经一定的延时后另一台泵再停机1经过一定时间另一台在停机 。
(2）除砂系统。除砂系统主要由沉砂池组成，沉砂池的主要设备是分离机。沉砂池中分离机的运行和后续处理中的转碟曝气机的运行同步，即启动转碟曝气机的时候同时启动分离机，对沉砂池中的沙粒进行排除。
(3）曝气池系统。在活性污泥法处理系统中微生物生化需要的氧量需通过曝气的方法，使空气和污水强烈的搅动，并将空气中的氧溶于水中，因此曝气过程是活性污泥法的中心环节，也是在污水处理过程中耗能最大的工序，曝气方法可分为鼓风曝气和机械曝气，。目前活性污泥法工艺中采用鼓风曝气设备较为普遍，鼓风曝气是将带有一定压力的空气通过曝气扩散器送至曝气池混合液中。主要设备有鼓风机及曝气扩散器（曝气器）。
(4）沉淀系统。沉淀系统主要设备为刮泥机，其功能是对进行曝气池处理后的污水进行物理沉淀，将污泥和清水分离，刮泥机在整个系统启动后就开始持续运行。在该系统中用到一定化学药剂主要包括混凝剂、絮凝剂、复合碱等，主要用来调节改善混凝条件及絮凝体结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用，使细小松散的絮凝体变的粗大而紧密，容易发生沉降。在沉淀系统的持有做个酸碱中和处理使污水中的酸碱度得到酸碱平衡。
(5）污泥脱水环节。污泥脱水系统主要包括离心式脱水机，其主要功能是对氧化池中处理过污水的活性污泥进行脱水处理，由于对污水进行处理后，活性污泥中有新的微生物及其他杂质，因此需要先对活性污泥添加一定量的药物，便于污泥脱水。离心式脱水机主要有聚合物泵、污泥机和切割机构成，以上设备按照
顺序控制的方式启动，依次启动聚合物泵、污泥机和切割机，完成对污泥的脱水 处理。
3.2电气控制系统
电气控制系统主要包括操作面板、显示面板、电气控制柜等单元。由于在该系统中需要检测较多的数字输入量，根据设定的程序进行数据处理后，输出控制信号，因此系统的控制逻辑与时序就需要严格照检测信号的输入进行控制。
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(1）操作面板。操作面板主要包括手动、自动、各类设备的启动按钮等。 (2）显示面板。显示面板由于要显示较多的数据，因此一般采用触摸屏或者人机界面。
(3）电气控制柜。电气控制柜是电气控制的核心设备，主要包括变频器、各类传感器的输入信号、PLC及其扩展模块等。
3.3工业污水处理自动控制系统的工作原理
3.3.1控制系统总体框图
工业污水处理系统的电气控制系统总框图如图4-2所示，PLC为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速控制。
手动控制运行 液位差计输入 液位传感器输入 格栅机启动 排污泵启动 可编程控制器 PLC 格栅机停机 故障信号输入 排污泵停机 PH测试计 显示面板 酸碱阀运行
图3.2电气控制系统框图
3.3.2工作过程
在手动状态下，各类设备的控制是根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑控制，即可不根据传感器的状态进行控制。在自动方式下进行闭环控制根据检
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测到外部传感器的输入数据经过一定的处理输出对设备进行启停控制的信号而对各设备进行启停控制，其工作过程如下。
(1）接通电源，启动自动控制方式，启动搅拌机，
(2）当格栅两端的液位差到达设定值时，格栅机启动，清污机也启动，运行一段时间，如果液位差到达指定的最小值是格栅机停止，清污机停止。
(3） 进水泵房中的潜水泵根据液面高低和运行时间进行运行、停止及运行数量的控制。
(6）酸碱阀的开启和关闭按照测试的酸碱程度进行控制 (7）污泥回流泵的运行与停止根据液面的高低进行控制。
3.3.3工业污水处理系统主电路设计
图3-3为工业污水处理系统的主电路及控制回路的部分图。五台电机分别为排污泵（M1）（M2）（M3）（M4）(M5)。M1、M2，M3为用软启动器启动，然后分别用继电器KM1，KM2 ,KM3控制；接触器,,KM4,KM5分别控制M4,M5的变频运行；QF1、主电路的空气开关；FU1为主电路的熔断器。选用的MM430变频器是用来控制电,M4,M5的变频运行。QF2，QF3，QF4，分别为软启动的隔离开关，QF5为变频器的空气隔离开关。
3.4 PLC的应用
3.4.1 PLC简介
以往的顺序控制器主要由继电器组成，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件，顺序的工作，若要改变控制的顺序就必须改变控制器的硬件接线，使用起来不灵活，也很麻烦。1968年，美国最大的汽车制造商—通用汽车公司（GM公司）为了适应生产工艺不断更新的需求，要求寻找一种比继电器更可靠，功能更齐全，响应速度更快的新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。这十大条件是： （1）编程方便，可现场修改程序； （2）维修方便，采用插件式结构； （3）可靠性高于继电器控制装置； （4）体积小与继电器控制盘；
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